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智能化煤炭制样机全自动煤样混合装置研发与应用

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成果主要完成人

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项目概况

燃煤成本占火电厂成本的70%以上,而采制化工作是这条生命线的关口命脉。范坪热电厂业已建成的燃料智能化以“两化融合、三防联控、三入一体、四线一流、五自集成”等功能,打造了具有“科技集成、创新引领、功能专属、精品示范”的燃料管控体系,实现了燃料采制化的转型升级,打造了燃料管理的智慧引擎,先后斩获“2016年度中国两化融合创新实践奖”、“2017年集团公司科学技术进步奖一等奖”、“2017年中国电力科学技术进步三等奖”等多项荣誉。然而,由于受物理属性、传统工艺、自然条件,以及逻辑组态、技术手段和成本费用等因素影响,在整个流程中由于缺少入炉煤样品缩分前混合这一环节,导致制样误差不可控,煤样精密度和样品代表性较低,成为制约智能化流程提质增效的一块短板。 在标准煤样比对样品制备过程中,样品混合和分装是关键的环节,根据国家标准GB474-2008《煤样的制备方法》规定,煤样的人工制备过程包括:破碎、混合、 缩分、干燥等程序。目前煤样的制作分为人工制样和全自动机械制样,其作业流程均是将粗破的煤样(13㎜粒度)送到制样工序,用环锤破碎机将煤破碎到6㎜的煤样,缩分取煤样,将煤样放入烘箱将其烘干,用对辊破碎机将煤样碾成2㎜以下的煤样,用二分器缩分取煤样,再通过磨粉机及筛网过筛,最终将筛下的煤样倒入煤样瓶,可是依据GB 474-2008《煤样的制备方法》,在全自动机械制样过程中缺少煤样的混合过程。混合的目的是使煤样尽可能均匀,缩分前进行充分混合会减小制样误差,提高煤样精密度和样品代表性。国内现有的全自动机械制样机无法实现全自动煤样的混合,主要靠人工进行混合,混合方式多采用堆锥混合法、二分器法及平铺混合法,这几种方法由于需采用反复多次进行、过程繁琐,且人工操作,不仅劳动强度大、而且多存在误差,由于个体差异,煤样的混合也不均匀,在混合过程中有扬尘,长期对工作人员健康不利,导致煤样代表性不足,煤样精密度不高,直接影响最终的检验结果。 在燃料智能化应用中,范坪电厂秉持“永无止境”的创新精神,技术攻关、优化完善,研发了“智能化煤炭制样机全自动煤样混合装置”。 主要内容:本项目涉及标准煤样比对样品制备过程中的混合计量设备,具体涉及智能化煤炭制样机全自动煤样混合计量装置。项目研发的目的在于克服现有技术的不足,提出自动化程度高、结构设计合理、操作便捷、混合均匀、省时省力、安全可靠,检测煤样精度高的智能化煤炭制样机全自动煤样混合计量装置。 特点: 1.无人值守:实现了无人值守闭环管理,屏蔽了煤样混合环节的人为因素干扰。 2.创新突破:突破了国内现有全自动制样机缺少原煤混合过程的弊端,创新自主研发煤样缩分前的实时混合装置,有效减小了制样误差,提高了煤样精密度和样品代表性。 3.联锁互动:采用自动控制运行方式,跟随进煤皮带机运行,当进煤皮带机运行时搅拌混合机跟随启动,每小时运行8到10分钟停止,实现了原煤样品的实时混合。 4.变速运行:采用1:60变速器,有效防止搅拌轴转动过快产生热量,使煤样中水分蒸发,从而确保了煤样的代表性和检测精度不受损失和影响。 5.易行实用:运动部件少,低能耗、省投资、设备维护方便、维修费用低和满足环保要求的建设目标,占地面积少,易于安装,整套系统的运行安全可靠。手动控制运行方式,将控制开关从自动打到手动位置,用就地开关操作搅拌混合器。 应用推广情况:经两年多来的生产实践证明,系统运行安全可靠,备受好评。 项目实现了无人值守闭环管理,克服了国内现有全自动制样机缺少原煤混合过程的弊端,屏蔽了煤样混合环节的人为因素干扰,创新了煤样缩分前的混合方式,有效防止了搅拌轴转动过快产生热量,使煤样中水分蒸发,确保了煤样的代表性和检测精度不受损失和影响,有效减小了制样误差,提高了煤样精密度和样品代表性。 整套系统运动部件少,低能耗、省投资、设备维护方便、维修费用低和满足环保要求的建设目标,占地面积少,易于安装,尤其是有效解决了政府相关部门入炉煤样品抽查不具备代表性的问题。